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Circuito elétrico simples

O circuito elétrico simples é aquele em que a corrente elétrica se move por um único caminho. É constituído por capacitores, resistores, geradores e outros elementos.
Lâmpadas, baterias e interruptores em representação de um circuito elétrico simples
Elementos como lâmpadas, baterias e interruptores atravessados por uma corrente elétrica constituem os circuitos simples.

O circuito elétrico simples é um circuito da rede elétrica residencial, industrial ou comercial em que temos apenas uma corrente elétrica atravessando os seus elementos quando eles são conectados a uma diferença de potencial elétrico.

Leia também: Como funciona um transformador elétrico?

Resumo sobre circuito elétrico simples

  • Os circuitos elétricos simples são os circuitos com uma corrente elétrica.

  • Os elementos de um circuito elétrico simples podem ser: capacitores, resistores, indutores, geradores, receptores, dispositivos de controle e de segurança.

  • O circuito elétrico simples inicia o seu funcionando quando ele é conectado a uma diferença de pontencial elétrico.

  • Os circuitos elétricos podem ser simples, complexos, com elementos associados em série, em paralelo ou mistos.

  • Os circuitos elétricos complexos são os circuitos com várias correntes elétricas.

  • Os circuitos elétricos em série são os circuitos com elementos associados em série.

  • Os circuitos elétricos em paralelo são os circuitos com elementos associados em paralelo.

  • Os circuitos elétricos mistos são os circuitos com elementos associados em paralelo e série.

O que é circuito elétrico simples?

O circuito elétrico simples é a nomenclatura dada a um conjunto de elementos conectados por fios condutores a uma diferença de potencial elétrico, que serão percorridos por uma única corrente elétrica.

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Elementos de um circuito elétrico simples

Nos circuitos elétricos simples podemos inserir vários elementos para atingir os mais diversos objetivos; abaixo selecionamos os principais elementos empregados em um circuito elétrico simples:

  • Capacitores: são elementos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de armazenar cargas elétricas e/ou diminuir as oscilações de corrente elétrica.

  • Resistores: são elementos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de se oporem à passagem de corrente elétrica e/ou transformar a energia elétrica em calor.

  • Indutores: são elementos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de armazenar energia elétrica.

  • Geradores: são elementos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de gerar energia elétrica a partir de outras formas de energia. Saiba mais sobre geradores clicando aqui.

  • Receptores: são elementos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de transformar a energia elétrica em energia cinética.

  • Dispositivos de segurança: são elementos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de cessar a passagem de corrente elétrica, evitando acidentes, como as chaves, interruptores, fusíveis e disjuntores.

  • Dispositivos de controle: são aparelhos empregados em um circuito elétrico simples com o objetivo de medir a corrente elétrica, tensão elétrica ou resistência elétrica no circuito, como os amperímetros, voltímetros, ohmímetros e multímetros.

Veja também: O que é um curto-circuito?

Esquema de um circuito elétrico simples

O esquema do circuito elétrico simples pode ser representado de diversas maneiras distintas, sendo a sua forma mais simples representada na imagem abaixo, em que temos uma tensão elétrica, uma corrente elétrica e um resistor.

Representação de um circuito elétrico simples.
Representação de um circuito elétrico simples.

Como funciona um circuito elétrico simples?

O funcionamento de um circuito elétrico simples se inicia quando o conectamos a uma tensão elétrica (ou diferença de potencial elétrico – ddp) que transportará os elétrons por todos os elementos que estão conectados a ele, permitindo a transformação da energia elétrica em outras formas de energia, como a cinética, a térmica, a sonora e outras.

Diferenças entre circuito elétrico simples, circuito em série, circuito em paralelo e circuito misto

Os circuitos elétricos são classificados conforme a organização de seus elementos ou a maneira como eles estão interconectados; podem ser simples, complexos, em série, em paralelo ou mistos.

  • Circuitos elétricos simples: são aqueles em que a corrente elétrica percorre apenas um caminho.

  • Circuitos elétricos complexos: são aqueles em que a corrente elétrica percorre vários caminhos.

  • Circuitos elétricos em série: são aqueles que têm elementos ligados em série, ou seja, no mesmo nó.

  • Circuitos elétricos em paralelo: são aqueles que têm elementos ligados em paralelo, ou seja, em diferentes nós.

  • Circuitos elétricos mistos: são aqueles que têm elementos ligados em série e em paralelo.

Fórmulas usadas no circuito elétrico simples

  • Primeira lei de Ohm

\(U=R\cdot i\)

U é a tensão elétrica, medida em Volt [V].

R é a resistência elétrica, medida em Ohm \(Ω\).

i é a corrente elétrica, medida em Ampere [A].

  • Potência elétrica

\(P = U \cdot i = \frac{U^2}{R} = R \cdot i^2 \)

U é a tensão elétrica, medida em Volt [V].

P é a potência elétrica, medida em Watt [W].

i é a corrente elétrica, medida em Ampere [A].

  • Resistência equivalente em uma ligação em série

\(R_{\text{eq}} = R_{1} + R_{2} + \ldots + R_{N} \)

\({R_eq}\) é a resistência equivalente, medida em Ohm .

\({R_1}\) é a resistência do primeiro resistor, medida em Ohm \(Ω\).

\({R_2}\)é a resistência do segundo resistor, medida em Ohm \(Ω\).

\({R_N}\) é a resistência do énesimo resistor, medida em Ohm \(Ω\).

  • Resistência equivalente em uma ligação paralela

\(\frac{1}{R_{\text{eq}}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \ldots + \frac{1}{R_{N}} \)

\({R_eq}\) é a resistência equivalente, medida em Ohm \(Ω\).

\({R_1}\) é a resistência do primeiro resistor, medida em Ohm \(Ω\).

\({R_2}\) é a resistência do segundo resistor, medida em Ohm \(Ω\).

\({R_N}\) é a resistência do énesimo resistor, medida em Ohm \(Ω\).

  • Capacitância

\(C = \frac{Q}{U} \)

C é a capacitância, medida em Faraday [F] ou Coulomb/Volt [C/V].

Q é a carga armazenada, medida em Amperes [A].

U é a tensão elétrica, medida em Volt [V].

  • Capacitância equivalente em uma ligação em série

\(\frac{1}{C_{\text{eq}}} = \frac{1}{C_{1}} + \frac{1}{C_{2}} + \ldots + \frac{1}{C_{N}} \)

\({C_eq}\) é a capacitância equivalente, medida em Faraday [F].

\({C_1}\) é a capacitância do primeiro capacitor, medida em Faraday [F].

\({C_2}\) é a capacitância do segundo capacitor, medida em Faraday [F].

\({C_N}\) é a capacitância do énesimo capacitor, medida em Faraday [F].

  • Capacitância equivalente em uma ligação paralela

\(C_{\text{eq}} = C_{1} + C_{2} + \ldots + C_{N} \)

\({C_eq}\) é a capacitância equivalente, medida em Faraday [F].

\({C_1}\) é a capacitância do primeiro capacitor, medida em Faraday [F].

\({C_2}\) é a capacitância do segundo capacitor, medida em Faraday [F].

\({C_N}\) é a capacitância do énesimo capacitor, medida em Faraday [F].

Saiba mais: O que determina a primeira lei de Ohm?

Exercícios resolvidos sobre circuito elétrico simples

01) (UEL PR) Pelo circuito elétrico esquematizado flui uma corrente elétrica:

Representação de um circuito elétrico simples em um exercício.

A diferença de potencial, em Volts, nos terminais do resistor de \(2,0Ω \) e a potência nele dissipada, em Watts, são, respectivamente,

a) 1,0 e 0,50

b) 1,0 e 2,0

c) 2,0 e 2,0

d) 2,0 e 4,0

e) 4,0 e 8,0

Resolução:

Alternativa A. Nesse caso temos um circuito elétrico simples, em que podemos escrever uma expressão algébrica para resolvê-lo. Adotaremos o sentido da corrente elétrica e da malha como anti-horário. Então, iniciando do resistor de \(4 Ω\), obtemos:

\(+4i-7,5+2i+4i+2,5=0\)

\(+10i-5=0\)

\(10i=5\)

\(i = \frac{5}{10} \)

\(i=0,5 A\)

Depois, calcularemos a tensão elétrica no resitor de \(2,0 Ω\), através da 1ª lei de Ohm:

\(U=R\cdot i\)

\(U=2\cdot0,5\)

\(U=1 V\)

Por fim, calcularemos a potência elétrica dissipada nesse resistor, através da sua fórmula:

\(P=U\cdot i\)

\(P=1\cdot0,5\)

\(P=0,5 W\)

02) Um aparelho com uma resistência elétrica de \(27,5 Ω\) é conectado a uma diferença de potencial elétrico U e passa a ser percorrido por uma corrente elétrica de 8 A. A partir dessas informações, determine a ddp em que se conecta o aparelho.

a) 50 V

b) 110 V

c) 180 V

d) 220 V

e) 300 V

Resolução:

Alternativa B. Calcularemos a diferença de potencial elétrico nesse circuito elétrico simples através da sua fórmula da 1ª lei de Ohm:

\(U=R\cdot i\)

\(U=27,5\cdot8\)

\(U=220 V\)

Fontes

HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos da Física: Eletromagnetismo (vol. 3). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.

NUSSENZVEIG, H. M. Curso de física básica: Eletromagnetismo (vol. 3). Editora Blucher, 2015.

SAMPAIO, J. L.; CALÇADA, C. S. Universo da Física: Ondulatória. Eletromagnetismo, Física Moderna. São Paulo: Atual, 2005.

Publicado por Pâmella Raphaella Melo

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